Бумеранг возвращается, потому что каждое его плечо работает как вращающееся крыло. Поэтому форму мы строили от аэродинамики: разрез плеча, положение утолщения, угол атаки и скругления кромок заданы размерами и проверены на 3D-модели. Верх плеча у модели один, а нижнюю поверхность сейчас рассматриваем в трёх вариантах — их можно переключить над моделью. Поверните модель: профиль плеч лучше всего виден сбоку и снизу.
Масса расчётная, без покрытия.
В поперечном разрезе плечо повторяет профиль крыла. Передняя кромка скруглена радиусом 2,5 мм, на трети ширины профиль набирает полную толщину 9 мм, а дальше плавно сходит к задней кромке со скруглением 1 мм. Все участки сопряжены касательно, поэтому на поверхности нет граней и изломов, на которых срывался бы поток.
В полёте бумеранг вращается как пропеллер, и скруглённый носок каждого плеча обращён туда, куда плечо движется. Поэтому утолщение у плеч расположено с разных сторон: у одного — вдоль наружной кромки, у другого — вдоль внутренней. Если сделать оба плеча одинаковыми, одно из них пойдёт в поток задней кромкой вперёд и бумеранг не полетит.
В англоязычной спортивной терминологии у плеч даже разные имена: leading arm с утолщением снаружи отвечает за дальность полёта, dingle arm с утолщением внутри — за точность возврата.
Правый бумеранг, если смотреть на его выпуклую сторону, вращается против часовой стрелки. Бумеранг для левой руки — зеркальная копия, в которой утолщения меняются местами.
Центр скругления передней кромки поднят на 3,5 мм над нижней плоскостью, поэтому носок плеча чуть приподнят и встречает поток под небольшим углом атаки. Этот угол часто доводят вручную, подгибая прогретые плечи. Здесь он заложен в саму форму, и каждое изделие в тираже получает одинаковую геометрию. Как низ плеча уходит от приподнятого носка к задней кромке, зависит от варианта.
Верх профиля у всех вариантов одинаковый. Для нижней поверхности в литературе о бумерангах и в практике спортсменов описано несколько приёмов, и у каждого своя цена. Сейчас рассматриваем три варианта. На этапе прототипов изготовим все три, подержим в руках, сравним вживую и проверим в полёте.
Низ плеча — прямая, касательная к скруглениям обеих кромок: от приподнятого носка она ровно сходит к задней кромке. Скос низа у передней кромки, по Теду Бейли, навсегда встраивает в бумеранг положительный угол атаки; здесь этот скос растянут на всю ширину плеча.
Плюсы. Угол атаки заложен по всей ширине плеча, а поверхность самая простая и ровная — её легче всего точно повторить в тираже.
Минусы. Это середина между двумя другими вариантами: не самый лёгкий и не самый инерционный.
От носка идёт короткий скос, с 42 до 72 % ширины низ плоский, а к задней кромке приподнимается на 0,6 мм. Скос у носка задаёт угол атаки. Подрезы у передней кромки и у задней кромки рядом с центром тяжести использует автор соревновательной модели Bra|Ket: по его словам, они добавляют дальности и устойчивости. Подрез задней кромки, по наблюдениям Бейли, к тому же раскручивает бумеранг быстрее.
Плюсы. Середина плеча сохраняет полную толщину, поэтому вариант самый инерционный и дольше держит вращение.
Минусы. Самый тяжёлый из трёх и самый сложный по форме.
Низ повторяет наклонный вариант, но середина плеча выбрана вогнутостью глубиной до 2 мм. Так облегчают скоростные бумеранги для дисциплины Fast Catch, где важно, как быстро бумеранг возвращается в руку.
Плюсы. Самый лёгкий вариант, момент инерции ниже примерно на 15 %. Бумеранг быстрее раскручивается и летает короче, а это удобно, когда места немного.
Минусы. По Бейли, подрезка низа немного снижает подъёмную силу и немного увеличивает сопротивление. Плечо тоньше, и запас прочности у него меньше, чем у двух других вариантов.
В локте передняя кромка переходит с наружной стороны на внутреннюю. Профиль здесь плавно перетекает в симметричное сечение со скруглением 2 мм по обеим кромкам, а оттуда — в профиль второго плеча, развёрнутый в другую сторону. Переход укладывается в 75 мм от оси в каждую сторону, поэтому на поверхности нет ступенек и складок.
К кончикам плечо сужается, и вместе с шириной плавно снижается высота профиля — до трёх четвертей полной толщины. Так разрез сохраняет пропорции крыла до самого кончика.
Бумеранг ловят рукой, поэтому ни одна кромка не остаётся острой: передняя скруглена радиусом 2,5 мм, задняя — 1 мм, в локте обе — 2 мм.
Модели не нарисованы на глаз, и их формы не придуманы наугад. Профиль крыла, разные роли плеч, встроенный угол атаки и все три варианта нижней поверхности собраны на основе анализа мировой литературы о бумерангах и практики мастеров и спортсменов.
В каждой модели любой размер — радиус кромки, толщина, место утолщения — задан числом. Когда модели построены, мы проверяем их в обратную сторону: виртуально разрезаем, замеряем скругления кромок и убеждаемся, что там ровно заданные 2,5 мм, а не 3 или 4. Массу каждого варианта считаем в двух разных программах и сверяем результаты.
3D-визуализация формы. Цвет модели условный.